Slip Propeller

Dalam dunia pelayaran, efisiensi dan performa kapal sangat bergantung pada sistem propulsi, khususnya propeller (baling-baling). Salah satu fenomena penting yang harus dipahami dalam sistem propulsi adalah slip propeller.

Slip propeller ini bukan berarti propeller/baling-baling tergelincir secara fisik, tetapi pengertian slip pada propeller kapal adalah perbedaan antara kecepatan teoritis kapal (jika propeller mendorong kapal tanpa kehilangan energi) dan kecepatan aktual kapal di air.

Slip propeller menjadi indikator penting dalam menganalisis efisiensi kerja propeller dan performa kapal secara keseluruhan.

1.    Apparent slip (slip semu).

Mengacu pada selisih teoritis dan kecepatan nyata tanpa memperhitungkan efek arus atau angin. Ini adalah bentuk slip yang paling umum dihitung secara manual.

2.    True slip (slip nyata).

Mengoreksi apparent slip dengan mempertimbangkan efek kecepatan relatif air terhadap kapal, seperti arus atau hambatan.

Interpretasi nilai slip,

•          Slip positif (normal): artinya kapal bergerak lebih lambat dari perhitungan teoritis → normal karena selalu ada hambatan.

•          Slip 0% atau mendekati nol: teoritis dan nyatanya hampir sama → jarang terjadi karena selalu ada loss (kehilangan).

•          Slip negatif: kapal tampak bergerak lebih cepat dari pitch teoritis propeller → bisa karena arus kuat dari belakang (favorable current) atau kesalahan perhitungan.

Faktor yang mempengaruhi slip propeller

•          Desain propeller (jumlah daun, pitch, diameter).

•          Beban kapal.

•          Kondisi permukaan lambung kapal (fouling, kerak serta terintip dari tiram).

•          Kondisi laut dan arus.

•          Kondisi mesin utama (tenaga output vs kecepatan kapal).

•          Kecepatan putar propeller.

Dampak slip terhadap operasional kapal

1. Efisiensi bahan bakar: slip tinggi menunjukkan banyak energi terbuang → konsumsi bbm meningkat.
2. Indikator kerusakan atau fouling: slip meningkat bisa menjadi tanda adanya kerusakan propeller, kerak pada lambung, atau gangguan pada sistem mesin.
3. Perencanaan perawatan (maintenance): monitoring slip secara rutin dapat menjadi indikator perlunya dry docking, propeller polishing, atau perbaikan sistem propulsi.
4. Efisiensi ekonomi pelayaran: slip yang optimal menjaga performa kapal dan mendukung profitabilitas karena berbanding lurus dengan waktu tempuh dan konsumsi bbm.

Cara mengurangi slip propeller

• Desain propeller yang tepat (pitch dan diameter disesuaikan dengan karakter kapal).
• Perawatan rutin lambung dan propeller (membersihkan fouling).
• Menghindari overloading kapal.
• Menjaga efisiensi mesin utama.
• Pemilihan kecepatan jelajah yang sesuai (economic speed).

Secara matematis, slip propeller dengan rentang waktu tertentu dihitung dengan rumusan sebagai berikut,

Slip                      = (Teorical distance - Actual distance) / Teotical distance x 100%

                            =  ((Pitch x rpm x waktu) - Actual distance) / (Pitch x rpm x waktu) x 100%

Dimana,

Pitch propeller dalam satuan meter.

Rpm mesin dalam satuan per-menit.

Waktu dalam satuan menit.

Jarak dalam satuan meter. (nmile →meter).

Selain menggunakan rumusan jarak diatas, perhitungan slip juga dapat dilakukan menggunakan kalkulasi speed. Dengan menggunakan elemen ini, untuk memudahkan perhitungan, harus dilakukan dengan satuan yang sama.

Slip                      = (Teorical speed - Actual speed) / (Teorical speed) x 100%

                            =  ((Pitch x Putaran mesin) - Actual speed) / (Pitch x Putaran mesin) x 100%

Konversikan semua satuan menjadi meter dan second.

Slip propeller adalah parameter penting dalam menilai efisiensi sistem propulsi kapal. Meskipun slip tidak bisa dihilangkan sepenuhnya, pemantauan dan pengelolaan slip yang baik dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar, mengurangi biaya operasional, dan memperpanjang umur komponen mesin serta propeller. Pemahaman tentang slip tidak hanya penting bagi perwira mesin, tetapi juga bagi pemilik kapal dan operator dalam membuat keputusan strategis mengenai perawatan dan operasional kapal.

Continue

Thermal Efficiency & Mechanical Efficiency

Panas yang dihasilkan dari langkah pembakaran mesin, tidak sepenuhnya disalurkan menjadi tenaga. Secara teoritis, terdapat beberapa kerugian panas yang hilang sebelum dinyatakan utuh menjadi engine power.

Efisiensi panas (thermal efficiency) adalah ukuran utama dalam menilai kinerja keseluruhan dari suatu mesin, khususnya mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) seperti mesin diesel dan turbin gas. Efisiensi ini menunjukkan seberapa besar energi panas dari bahan bakar yang berhasil dikonversikan menjadi power yang berguna.

Secara teoritis, berikut ini adalah perhitungan efisiensi thermis mesin

Thμ = Panas yang dikonversi menjadi tenaga / Total panas pembakaran mesin

Thμ= (3600 x N) / (M x K)

N : Power output dalam KW

M : Massa BBM yang digunakan perjam dalam kg.

K : Nilai kalori BBM dalam kJ/kg

Sebagai contoh perhitungan efisiensi thermis,

Suatu mesin diesel memiliki brake output power sebesar 10.000kW. Selama satu jam menggunakan BBM sebesar 2.000 kg perjam dengan nilai kalori 42.000kJ/kg.

Thμ = (3600 x 10000) / (2000 x 42000) x 100% = 42.9%

Sebagai contoh, gambar dibawah ini adalah rincian penggunaan panas hasil pembakaran yang diuraikan dalam sankey diagram dibawah ini.

Efisiensi mekanis adalah besarnya perbandingan antara tenaga mesin yang diukur pada crankshaft (brake horse power) dengan tenaga indikator yang dihasilkan pada silinder (indicated horse power).

Secara teoritis dapat dituliskan dengan rumusan berikut ini,

Mech. Eff = (Brake horse power) / (Indicated horse power) x 100%

Brake horse power pada mesin diukur menggunkakan torsion-meter yang terpasang pada shaft. Sedangkan indicated horse power diukur menggunakan perhitungan matematis dengan unsur tekanan indikator, cylinder bore, cylinder stroke, putaran mesin dan jumlah silinder.

Hal yang sangat mempengaruhi nilai efisiensi mekanis mesin adalah,

-            Besarnya nilai pembakaran dalam silinder mesin.

-            Gesekan antar komponen yang bergerak. Semakin besar gesekan pada mesin, maka akan semakin besar energi yang hilang.

-            Bahan dan konstruksi mesin.

-            Pelumas. Jenis dan kualitas minyak lumas.

Continue

Engine Control System

 Pada dasarnya, berdasarkan media yang digunakan, sistem kontrol (control system) diatas kapal dibagi menjadi tiga jenis yaitu,

•       Manual control system adalah sistem kendali manual. Operator mengendalikan, mengoperasikan dan melakukan pemantauan secara manual dengan memaksimalkan fungsi peran anggota tubuh dan panca indra.

•       Pneumatic control system adalah sistem kendali yang dapat dilakukan secara jarak jauh (remote) dengan menggunakan media udara bertekanan (compress air) yang dialirkan dalam system pipa.

•       Electric control system, pengendalian secara jarak jauh (remote) dengan menggunakan kendali kelistrikan yang terangkai membentuk sistem untuk pengoperasian dan/atau pemantauan kondisi yang ada di local side.

Engine control system merupakan system kendali mesin kapal dalam operasional pelayaran untuk mencapai putaran mesin dan/atau kecepatan kapal yang dikehendaki.

Pada umumnya, terdapat tiga titik kendali mesin kapal yang disesuaikan dengan keadaan dan kebutuhan operasional kapal. Ketiga system kontol tersebut adalah,

•       Engine side control console (local side). Operasional pengendalian putaran, proses start-stop dan pantauan kondisi mesin induk dilakukan di sisi mesin (local side). Pada proses manouvering, operator berada di sisi mesin untuk menyesuaikan order putaran dan/atau tingkat kecepatan yang diteriman dari anjungan. Sistem control ini pada umumnya dilakukan pada saat,

-       Engine dalam peroses perawatan dan memerlukan running test yang harus dilakukan secara langsung dari engine side.

-       Terjadi kerusakan dan/atau kegagalan system kendali electric dan/atau pneumatic dari bridge dan/atau engine control room.

 

•       Remote control dari engine control room (ECR control). Dalam system ini, pengaturan putaran serta proses start dan/atau stop engine dilakukan melalui handle yang ada dalam engine control room. Untuk dapat melakukan system kendali dari sisi ini, maka operator harus memindahkan handle control change over switch yang ada di sisi mesin dari “LOCAL SIDE” ke “ENGINE CONTROL ROOM”.

 

•       Remote control dari anjungan (bridge control). Sistem kendali operasional dan kecepatan  main engine dilakukan di anjungan. Untuk melakukan kendali dari anjungan, tombol konfirmasi harus diaktifkan sebagai tanda anjungan telah menerima isyarat pemindahan control possition.

 

Handle manouver yang ada  didalam engine control room sebagai sarana remote control operation dari dalam ECR. Foto: Dokumentasi penulis.

Continue